本实用新型专利技术公开了一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，包括线包1、永磁体2、空心圆筒3、导磁盖4、导磁环5、滑柱6和弹簧7，永磁体2上下端面均贴有导磁盖4，两者通过中心的通孔被穿在滑柱6上一起做活塞运动；线包1安装在两个导磁环5对称地扣在一起所形成的凹形环槽内，导磁环5被固定在空心圆筒3中段的内壁上，导磁环5和导磁盖4之间形成两个环形的磁隙，永磁体2和导磁盖4一起做活塞运动时，形成磁隙的磁面以及磁面之间的距离均存在变化，引起线包1中线圈的磁通量快速变化而发电；本实用新型专利技术具有发电效率高、体积小的优点，适用于无电池胎压监测仪的研制和生产；安装该发电装置要考虑发射仪的重心。
A kind of power generation device for the transmitter without battery tire pressure monitoring
【技术实现步骤摘要】
一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置
本技术属于汽车配件领域，公开了一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，适用于无电池胎压监测仪的研制和生产。
技术介绍
目前市场上的胎压监测仪基本上都采用锂电池供电，这种锂电池具有耐高温的要求，制造成本比较高，经过一定的时间还需要更换电池且更换费用不菲，虽然随着电池技术的发展，锂电池的能量密度越来越高，或许终生都不需要更换电池，但这并不意味着通过自发电来供电的胎压监测仪没有市场，相反，只要自发电技术成熟，成本降低，无需内置电池永远不需更换电池的无电池胎压监测发射仪必将获得一席之地并自成一种产品线。这里无电池意味着需要胎压监测仪产品包括有发电装置，利用轮胎转动产生的动能自发电，经过后级整流、储电等处理后，解决胎压监测仪中气压检测芯片和无线数据发射芯片的供电问题。众所周知，电磁感应是最为基础的物理现象之一，这正是目前市场上很多大型的发电机的基础原理性技术，在胎压监测仪这类细分领域内，采用电磁感应发电比类似于压电转换、声能转换、电磁耦合等其他方式更有实用性，至少是在第一代的无电池胎压监测发电仪中应占有重要地位。电磁发电很经典，关键看结构如何更优，目前采用电磁感应发电最典型的结构就是永磁体简单地在线圈内做活塞运动使线圈切割磁力线发电，这种活塞运动的能量来源是车轮在颠簸的路面上的滚动。这种直接把磁永磁体放在线圈内做活塞运动发电是最容易想到的结构方案，但是该方案实用性欠缺，源于一个内在的缺点：如果采用径向充磁的话，在线圈内感应电压存在两股方向相反的抵消电压，发电效率不高，因此永磁体注定只能轴向充磁，当轴向充磁的永磁体在线圈内往复运动时，磁力线整体呈直线运动状态，由于磁力线的密集处在两个端面，从N极到S极的回路在空间比较发散，密集处的磁力线不是直接与线圈相交，永磁体必须在线圈做大幅度运动才行，直接结果是永磁体需要较大的活塞运动距离，这无形中增加了发电装置的尺寸，阻碍了该结构的实用化。因此，本技术的专利技术人认为，需要对上述线圈内置活塞运动的永磁体发电结构进行改进，最佳的方式是使用到导磁材料对磁场导向和约束，使磁通变化更快，根据法拉第电磁感应定律，我们知道感应电动势的大小与磁通变化的速度成正比，这对自发电装置很重要，只要提高感应电压峰值，就能降低后级处理的难度；而且，磁场导向还可以降低活塞行程，原因是磁场导向会改变永磁体发出磁力线在空间的回路，进一步改变磁力线在空间的分布，磁力线经过精心设计后，活塞运动不需要太长的路径，就能达到和上述线圈活塞式结构同样的发电效果。
技术实现思路
针对永磁体在线圈内做活塞运动的发电结构存在的不足，分别使用低磁阻的导磁盖和导磁环对永磁体和线包进行包覆，从而对永磁体发出的磁力线进行导磁和约束，再利用活塞运动的位置关系使得磁力线回流路径切换，实现线包内线圈磁通变化率更加高效的目的，达到发电效率高且兼具小体积的效果。为实现以上目的，使用以下技术方案：一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，包括线包、永磁体和弹簧，被固定于球形无电池胎压监测发射仪中并为其提供工作电能，所述发射仪的重心远离球心且位于所述线包的轴上，所述发电装置还包括空心圆筒、导磁盖、导磁环、滑柱，所有包括的零件共轴；当空心圆筒以竖立姿态被观察时，空心圆筒有圆柱形的空腔且两端封闭，封闭的端面中心有小孔，孔内固定有不导磁材料制成的滑柱；永磁体为圆柱形，充磁方向为轴向充磁，上下端面各被一个导磁盖对称地吸附，永磁体和导磁盖的轴中心有通孔，两者一起穿在滑柱上可上下自由滑动；导磁盖为圆柱形薄片，直径比永磁体直径略大，其中一个端面设有吸附永磁体的圆形凹台；线包为漆包线绕制的多匝线圈，被嵌入到两个导磁环对称地扣在一起所形成的凹形环槽内，两个导磁环进一步被固定在空心圆筒中段的内壁上；导磁环中央设有直径大于导磁盖直径的孔，供导磁盖和永磁体在孔内按上下方向做活塞运动；导磁环开孔的内壁和导磁盖外壁之间形成了两个环形的用于通过磁力线的磁隙，永磁体和导磁盖一起做活塞运动时，形成磁隙的磁面对以及磁面对之间的距离均存在变化，进一步地改变线包中多匝线圈的磁通量而发电，磁隙起到选择磁路和改变磁阻的作用，进而达到缩短永磁体的运动行程以及增加线包中线圈内磁通变化率的效果，使本装置易于获得高的感应电压。磁隙间距较短，形成磁隙的导磁盖和导磁环都是软磁材料，因而环状磁隙存在的较强磁场吸力，环形的磁吸力量在径向互相抵消，但却能使永磁体和导磁盖被磁吸力量所吸引处于易于上下弹性做活塞振动的悬空状态，在受到颠振时进一步从悬空状态变成活塞运动状态，弹性振动有利于吸收轮胎内存在的颠振动能；两个弹簧分别顶在两个导磁盖上，用于把永磁体和导磁盖弹回到空心圆筒的中段，使其在活塞运动后总是回到前述的悬空状态。进一步地，在闲置空间内还安装升压用的环形变压器，把线包输出的感应电压进行升压处理以提高感应输出电压，所述闲置空间为空心圆筒内靠近上下两端未使用的环形空间；环形变压器放置在该空间可以充分利用空心圆筒的内部空间，且不会和永磁体和导磁盖的活塞运动形成机械运动干涉。本技术带来的有益效果是：导磁盖和导磁环之间的磁隙具有磁路选择和改变磁阻的双重的作用，极大地缩短了永磁体做活塞运动的行程，在缩短行程的同时，活塞运动所需的时间也会减小，因此磁通量变化率得以提高，从而增大感应发电的电压；另外同时磁场被导磁盖和导磁环所约束，漏磁很小，磁通量的变化绝对值也提高，对提高发电电压有益；显然，本技术存在两个实用性的优点：活塞运动路径减少，有利于装置小体积化；漏磁减少和磁通量变化率提高，有利于发电效率提高后得到较高的发电电压。附图说明此处附图包括用于说明本技术方案的实施例和运用方法示例，其主要目的是用于解释本技术的技术原理和方案，在构成本申请的一部分的同时，并不构成对本技术的不当限定。图1实施例1结构示意图。图2实施例1结构爆炸图。图3永磁体和导磁盖静止不动时磁力线回路的走向，此时线圈内的磁通量最大。图4永磁体和导磁盖一起向上运动一段行程后的磁力线走向，说明了磁隙的变化引起了磁力线回路走向的切换，此时线圈内磁通量很小。图5实施例2结构示意图，与实施例1不同之处是利用了空心圆筒内部的闲置空间安装了升压用的环形变压器，有利于后级进行整流、电压变换、电能存储等处理。图6实施例2结构爆炸图。图7本技术实施例在无电池胎压监测发射仪中的典型应用例。图中：1—线包、2—永磁体、3—空心圆筒、3A—封盖、4—导磁盖、5—导磁环、6—滑柱、7—弹簧、8—环形变压器；41~42—导磁盖上形成磁隙的磁面、51~53—导磁环上形成磁隙的磁面；10—本技术的实施例、20—配重块、30—开有孔且具有弹性的空心球体、40—胎压监测仪的其他电路部分、50—无电池胎压监测仪、60—轮胎。具体实施方式下面结合附图用实施例对技术的技术方案尽可能进行完整和清晰的阐述。实施例1图1为实施例结构示意图。线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，其特征在于：包括线包（1）、永磁体（2）和弹簧（7），被固定于球形无电池胎压监测发射仪中并为其提供工作电能，所述发射仪的重心远离球心且位于所述线包（1）的轴上；发电装置还包括空心圆筒（3）、导磁盖（4）、导磁环（5）、滑柱（6），所有包括的零件共轴；当空心圆筒（3）以竖立姿态被观察时，空心圆筒（3）有圆柱形的空腔且两端封闭，封闭的端面中心有小孔，孔内固定有不导磁材料制成的滑柱（6）；永磁体（2）为圆柱形，充磁方向为轴向充磁，上下端面各被一个导磁盖（4）对称地吸附，永磁体（2）和导磁盖（4）的轴中心有通孔，两者一起穿在滑柱（6）上可上下自由滑动；导磁盖（4）为圆柱形薄片，直径比永磁体（2）直径略大，其中一个端面设有吸附永磁体（2）的圆形凹台；线包（1）为漆包线绕制的多匝线圈，被嵌入到两个导磁环（5）对称地扣在一起所形成的凹形环槽内，两个导磁环（5）进一步被固定在空心圆筒（3）中段的内壁上；导磁环（5）中央设有直径大于导磁盖（4）直径的孔，供导磁盖（4）和永磁体（2）在孔内按上下方向做活塞运动；导磁环（5）开孔的内壁和导磁盖（4）外壁之间形成了两个环形的用于通过磁力线的磁隙，永磁体（2）和导磁盖（4）一起做活塞运动时，形成磁隙的磁面对以及磁面对之间的距离均存在变化，进一步地改变线包（1）中多匝线圈的磁通量而发电；由于磁隙存在的磁场吸力，永磁体（2）和导磁盖（4）被磁吸力量所吸引处于易于上下弹性做活塞振动的悬空状态，在受到颠振时进一步从悬空状态变成活塞运动状态；两个弹簧（7）分别顶在两个导磁盖（4）上，用于把永磁体（2）和导磁盖（4）弹回到空心圆筒（3）的中段。/n...
【技术特征摘要】
1.一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，其特征在于：包括线包（1）、永磁体（2）和弹簧（7），被固定于球形无电池胎压监测发射仪中并为其提供工作电能，所述发射仪的重心远离球心且位于所述线包（1）的轴上；发电装置还包括空心圆筒（3）、导磁盖（4）、导磁环（5）、滑柱（6），所有包括的零件共轴；当空心圆筒（3）以竖立姿态被观察时，空心圆筒（3）有圆柱形的空腔且两端封闭，封闭的端面中心有小孔，孔内固定有不导磁材料制成的滑柱（6）；永磁体（2）为圆柱形，充磁方向为轴向充磁，上下端面各被一个导磁盖（4）对称地吸附，永磁体（2）和导磁盖（4）的轴中心有通孔，两者一起穿在滑柱（6）上可上下自由滑动；导磁盖（4）为圆柱形薄片，直径比永磁体（2）直径略大，其中一个端面设有吸附永磁体（2）的圆形凹台；线包（1）为漆包线绕制的多匝线圈，被嵌入到两个导磁环（5）对称地扣在一起所形成的凹形环槽内，两个导磁环（5）进一步被...
【专利技术属性】
技术研发人员：向英特，
申请(专利权)人：向英特，
类型：新型
国别省市：山东;37
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